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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,,*,,機(jī)械制造自動(dòng)化經(jīng)過(guò)操作機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、電動(dòng)機(jī)與自,,動(dòng)控制三個(gè)階段的發(fā)展，開(kāi)始進(jìn)入智能化機(jī)械（機(jī)械自動(dòng)化）,,階段，此階段中，機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化正經(jīng)歷著“三部曲”,,,,,CNC——,FMS,——,CIMS,,,此三部曲使機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化朝著設(shè)計(jì)、制造、管理全自動(dòng)化的高層次方向發(fā)展。,一、柔性制造單元 （,FMC),柔性,——,指一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力。柔性,,和生產(chǎn)率是評(píng)價(jià)系統(tǒng)自動(dòng)化程度的主要因素。,1,、,FMC,（,Flexible Manufacturing Cell)
2、,,,一臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心,MC,（,Maching Center),裝上自動(dòng)裝卸工件的裝置,AWC,(Automated Workpiece Changer),及自動(dòng)交換裝置,APC,(Automated Pallet Changer),構(gòu)成。,2,、,FMC,按構(gòu)成形式可分為,1,）（隨行）托盤(pán),Paller,搬運(yùn)式,——,箱體件或大件,2,）機(jī)器人,Robot,搬運(yùn)式,——,小件或回轉(zhuǎn)體,二、柔性制造系統(tǒng)（,FMS,）,一）柔性制造系統(tǒng)主要特征：,,,1,、具有多臺(tái)制造設(shè)備，即具有,2,組以上的,FMC,,2,、系統(tǒng)由一物料運(yùn)輸系統(tǒng)連接,,,3,、計(jì)算機(jī)進(jìn)行高度自動(dòng)的多級(jí)控制與管理,,
3、二）,FMS,的組成,1,、加工系統(tǒng),——,有互補(bǔ)和互替兩種配置,2,、傳輸系統(tǒng),（物料系統(tǒng)）,,刀具物流系統(tǒng),工件物流系統(tǒng),存儲(chǔ),,運(yùn)輸,,3,、控制系統(tǒng),——,進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃；作業(yè)調(diào)度；集中,,監(jiān)控以及加工程序管理。,★,隨行托盤(pán)搬運(yùn)式,,,托盤(pán)支承在圓柱形導(dǎo)軌上，由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈拖動(dòng)而回轉(zhuǎn)，鏈輪由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。,托盤(pán)的選定和停位，可由可編程序控制器,PLC,進(jìn)行控制，借助終端開(kāi)關(guān)，光電識(shí)碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)。托盤(pán)的交換是由設(shè)在環(huán)形交換系統(tǒng)中的液壓或電機(jī)推拉機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣的托盤(pán)系統(tǒng)具有存儲(chǔ)、運(yùn)送功能、自動(dòng)檢測(cè)功能、工件和刀具的歸類功能、切削狀態(tài)監(jiān)視功能等。,FMS,中加工系統(tǒng)的機(jī)床有“互補(bǔ)”和“
4、互替”兩種配置原則：,,互補(bǔ),——,在系統(tǒng)中配置完成不同工序的機(jī)床，彼此相互補(bǔ)充而,,不可代替，一個(gè)工件順次通過(guò)機(jī)床進(jìn)行加工。,,互替,——,系統(tǒng)中的配置存在相同的機(jī)床，一臺(tái)機(jī)床有故障則空,,閑的一臺(tái)可以替代加工，避免等待。,★,刀具物流系統(tǒng),,系統(tǒng)設(shè)有中央刀庫(kù)，由工業(yè)機(jī)器人在中央刀庫(kù)和各機(jī)床刀庫(kù)間進(jìn)行輸送和交換刀具。系統(tǒng)備有監(jiān)控刀具壽命和刀具故障功能。,（刀具壽命的監(jiān)控，目前多采用定時(shí)換刀方式即：記錄每把刀具的使用時(shí)間，達(dá)到預(yù)定使用壽命后即強(qiáng)行更換；此外可直接檢測(cè)刀具磨損，根據(jù)磨損情況更換刀具。）,★,工件物流系統(tǒng),,包括工件、夾具輸送、裝卸以及倉(cāng)儲(chǔ)等裝置。,,存儲(chǔ),——FMS,中，工件和夾
5、具的存貯倉(cāng)庫(kù)多用,立體倉(cāng)庫(kù),，由,,倉(cāng)庫(kù)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和管理。,,運(yùn)輸,——,運(yùn)輸設(shè)備有傳輸帶，有軌或,無(wú)軌小車,以及行走機(jī)器,,人等。,立體倉(cāng)庫(kù)控制功能：記錄在庫(kù)貨物的名稱、貨位、數(shù)量以,,及重量，入庫(kù)時(shí)間；接受中央計(jì)算機(jī),,的出入庫(kù)指令，控制堆垛機(jī)和輸送車,,的運(yùn)動(dòng)；監(jiān)督情況及故障報(bào)警。,,,各設(shè)備輸送路線按布局可分：,,直線往復(fù)；封閉環(huán)路；網(wǎng)格方式等。,無(wú)軌小車,——,又稱自動(dòng)引導(dǎo)小車,AGV——Automated Guide-,,Vehicle),1,、,小車的工件交換,,,2,、小車的行車路線,電纜,,光電引導(dǎo),,工件與托盤(pán)由交換臺(tái)推上工件臺(tái)進(jìn)行加工，加工好的工件連同托盤(pán)拉回小車交換
6、臺(tái)上，送至裝卸工位，由人工卸下并裝上新的待加工工件。,電纜引導(dǎo)原理：,,在地面下埋有導(dǎo)向電纜，并通以低頻電流，即而在電纜周圍形成磁場(chǎng)。固定在小車車身內(nèi)兩感應(yīng)線圈隨即產(chǎn)生電壓。當(dāng)小車運(yùn)行偏離電纜，兩線圈產(chǎn)生電壓不相等時(shí)，轉(zhuǎn)向電機(jī)隨即正向或反向旋轉(zhuǎn)以校正小車的運(yùn)行位置。,,,光電引導(dǎo)原理：,,在地面上鋪設(shè)反光的不銹鋼帶，利用光的反射使小車上的一排光電管產(chǎn)生信號(hào)，以引導(dǎo)小車沿著所鋪設(shè)的反光帶的方向運(yùn)動(dòng)。,三、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),CIMS,1,、,CIMS,的含義：,,,1,）功能上，,CIMS,包含了一個(gè)工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，即,,從市場(chǎng)預(yù)測(cè)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加工制造，管理，售后服務(wù)的全,,部活動(dòng)。,,
7、,2,）,CIMS,模式的自動(dòng)化是工廠各個(gè)環(huán)節(jié)的有機(jī)集成，包括物,,資，設(shè)備，信息為特征的技術(shù)集成以及人的集成。,,,3,）,CIMS,的構(gòu)成,,主要將工程設(shè)計(jì)，經(jīng)營(yíng)管理和加工制造三大自動(dòng)化子,,系統(tǒng)集成。,技術(shù)集成關(guān)系圖,,一、工程設(shè)計(jì)系統(tǒng),,,CAD,（,Computer Aided-Manufacturing,）,,,CAM,（,Computer Aided-Manufacturing,）,,,CAE(Computer Aided-Engineering),：,計(jì)算機(jī)輔助工程分析,,,CAPP,（,… Process Planning),：,計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì),,,GT(Gr
8、oup Technology),：,成組技術(shù),二、加工制造系統(tǒng),,,CNC FMC FMS PLC,,,RC,（,Robot Controller),：,機(jī)器人控制器,,,CAT,（,Computer Automated Testing,）：,自動(dòng)測(cè)試,三、經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng),MIS,（,Management Information System,）：,管理信息系統(tǒng),,MRP,（,Manufacturing Resource Planning,）：,制造資源計(jì)劃,,PM(Production Management),：,生產(chǎn)管理,,FM(Financial
9、Management),：,財(cái)務(wù)管理,,BM(Business Management),：,經(jīng)營(yíng)計(jì)劃管理,,MP(Man Power Resources Management),：,人力資源管理,,QC(Quality Control),：,質(zhì)量管理,——MRPⅡ,、,ERP,、,PDM,MRPⅡ:,制造資源計(jì)劃,，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和供應(yīng)計(jì)劃的管理，能更詳,,細(xì)的編制能力需求計(jì)劃和物流需求計(jì)劃，并可方便地對(duì)幾種計(jì)劃,,方案進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。（完成對(duì)企業(yè)有效的管理）,ERP,（,Enterprise Resource Planning),：企業(yè)資源計(jì)劃，,在,MRP,的基礎(chǔ)上,,擴(kuò)展了管理范圍
10、，把企業(yè)內(nèi)部的制造活動(dòng)與客戶需求以及供應(yīng)商的,,制造資源整合在一起，體現(xiàn)了完全按用戶需求制造的思想,——,面向,,企業(yè)物資資源，側(cè)重于有形資產(chǎn)管理、整合。,PDM(Product Data Management),：,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，,20,世紀(jì),80,年代初產(chǎn),,生的一種輔助工具用于在企業(yè)范圍構(gòu)造一個(gè)從產(chǎn)品策劃到產(chǎn)品實(shí)現(xiàn),,的并行協(xié)助環(huán)境,——,以企業(yè)產(chǎn)品為核心，側(cè)重于無(wú)形資產(chǎn)管理（圖,,紙、,CAD,文檔、數(shù)字化文檔、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等，使企業(yè)內(nèi)共享與產(chǎn)品,,有關(guān)的所以數(shù)據(jù)。,80,年代（,1985,年），美國(guó)制造工程師協(xié)會(huì)（,ASME,）提出：,CIMS,結(jié)構(gòu)基于數(shù)據(jù)庫(kù)支持下，,90,年代（,1993,年）同樣是,ASME,提出：,CIMS,結(jié)構(gòu)核心為用戶，表態(tài)：,CIMS,實(shí)施已由“數(shù)據(jù)推動(dòng)”變?yōu)椤靶枨笏饕?，?qiáng)調(diào)了人在,CIMS,中的作用，成了人、經(jīng)營(yíng)、技術(shù)的集成。,,新一代的,CIMS,同時(shí)吸收了,精良生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造和虛擬,,等新的思想、技術(shù)等理念。,
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